2020年11月2日,國務院辦公廳正式發布《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》,明確了未來中國新能源汽車發展的目標和方向。
中國新能源汽車產業發展,經歷了漫長的戰略規劃期、導入期,正處于成長期的初期階段,市場規模快速擴大,多元化的產業格局逐步成型,以充電設施為代表的基礎設施及后市場服務加快建設。
一、新能源汽車產業鏈解析及發展態勢
從環保、技術與能源安全等角度出發,全球范圍內掀起汽車電動化浪潮。汽車電動化是未來智能出行的基礎,在滿足節能環保的要求上,新能源汽車同時也是未來承載各種核心智能技術應用的主要載體。
1、新能源汽車產業鏈
新能源汽車是一個新的產業賽道,將形成整車制造與核心零部件共舉的新型產業格局。新能源汽車產業鏈由頂層技術、上游材料端、中游核心裝置部件和下游整車及后市場構成。新能源汽車的零部件數量只有傳統汽車20%,電池、電機、電控等核心零部件是價值所在,整車環節的重要性大大降低,傳統車企發動機技術優勢不再,傳統車企供應鏈整合優勢不再,使得我國在汽車工業方面實現彎道超車成為可能。
2、新能源汽車發展演進
從技術發展看,從混合動力、插電混合(含增程式)逐步邁向純電動、燃料電池汽車。
純電動汽車EV(電池+電機):采用單一電池供電驅動電機運轉,從而推動汽車行駛。該類汽車也是當前中國正在大力推廣的車型。
混合動力汽車HEV(發動機/電池+電機,共同或單獨輸出動力):指驅動系統由兩個或多個能同時運轉的單個驅動系統聯合組成的車輛,車輛的行駛功率依據實際的車輛行駛狀態由單個驅動系統單獨或多個驅動系統共同提供。
增程式混合動力REEV(發動機/電池+電機,發動機僅發電,不直接輸出動力):增程式電動汽車是電氣化程度更高的一類全電型插電式混合動力汽車,在所有工況下都只以純電模式運行,發動機僅起到給動力電池充電的作用。
燃料電池汽車FCEV(燃料電池+電機):燃料電池汽車是利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下,在燃料電池中經電化學反應產生的電能作為主要動力驅動的汽車。
3、全球新能源汽車市場
新能源汽車在成本方面的優勢日益明顯,全球新能源汽車市場呈現持續攀升態勢。根據BNEF預測,到2025年全球新能源汽車的銷量將達到1100萬輛,滲透率達到11%,同年燃油汽車銷量將達到拐點,步入下行趨勢;到2030年全球銷量將繼續攀升至3000萬輛,滲透率達到28%;到2040年全球銷量有望達到6000萬輛,滲透率提升至55%。
2015-2040年全球新能源汽車銷量及滲透率發展趨勢
中美歐是新能源汽車的最主要市場,且中國將成為新能源汽車的重要一極。在制造端,美歐日憑借深厚的汽車產業基礎和科研力量,擁有最為領先的新能源技術,也是世界主要的新能源汽車生產地;在消費端,美國占據了全球新能源汽車市場的第二位的保有量和銷量,是無可爭議的核心成熟市場。中國正崛起成為新能源汽車重要一極,中國政府和廠商在積極推動電動車的研發和普及。
2016-2025年中美歐新能源汽車銷量及發展趨勢
4、中國新能源汽車市場
中國是全球新能源汽車增速最快,尤其是乘用車市場占據全球第一。中國新能源汽車產業經過近20年的發展,產銷規模突破100萬輛,躍居全球第一。從全球新能源乘用車市場來看,我國已連續四年占據全球第一。據EV 統計,2018年全球新能源乘用車共銷售200.1萬輛,其中中國市場占105.3萬輛,超過其余國家總和。
中國新能源汽車市場將由導入期邁向成長期,市場發展潛力巨大。自2001年我國啟動“863”計劃電動汽車重大專項至今,行業經歷規劃期(2001-2008年)、導入期(2009-2015年)、成長期(2016年至今)三個發展階段。根據《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》,2025年新能源汽車新車銷量滲透率達到25%左右。由此推算新能源汽車銷量將保持33%的復合增長率,仍處高速增長階段。
5、中國新能源汽車政策沿革
對新能源汽車的補貼日漸式微,將針對氫燃料電池汽車、新能源公交車領域出臺政策。從發展路線看,整體按照新能源發展路線,分三階段逐步發展:從示范推廣到推廣應用再到全面推廣。從發展領域看,加快推進城市建成區新增和更新的新能源公交車、出租車、環衛車及物流車的電動化。
2020年底前,重點區域的直轄市、省會城市、計劃單列市建成區公交車全部更換為新能源公交車。從補貼力度看,地方補貼將逐漸退出,將偏向基礎設施建設補貼,且購置端補貼將集中用于支持充電(加氫)等基礎設施“短板”建設和配套運營服務等環節。將出臺電價優惠、停車優惠以及基礎設施等使用端優惠政策。
最新出臺的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年》明確,將深化“三縱三橫”研發布局:以純電動汽車、插電式混合動力(含增程式)汽車、燃料電池汽車為“三縱”,布局整車技術創新鏈;以動力電池與管理系統、驅動電機與電力電子、網聯化與智能化技術為“三橫”,構建關鍵零部件技術供給體系。
二、中國新能源汽車產業整車及后市場
隨著新能源汽車的發展,原有以中游整車廠為價值核心的產業價值鏈條正在重塑。傳統車企的優勢在新能源汽車領域發展初期并未得到延伸,相反,特斯拉、比亞迪等一批掌握新能源關鍵技術的新興車企成為“外行入侵者”,在與傳統車企的競爭中展現了極大的優勢。上游電池、電機、電控等核心零部件企業成為行業價值鏈核心,中游整車環節重要性在現階段有所降低,結合跨行業能源、交通、信息通信等多領域主體形成“網狀生態”。后端服務市場蓄勢待發,終端消費者市場成為重要利潤池。
1、整車市場
按用途分類,新能源乘用車占據市場主導,迎來爆發式增長階段。自2016年起,新能源乘用車市場增速一直超過商用車,且優勢不斷擴大,以2019年H1為例二手新能源小車市場,新能源乘用車、商用車分別銷售56.3、5.4萬輛。受制于新能源客車補貼退坡、商用車企業投資熱情遞減,以及商用車以政府采購為主,易受政府開支影響等因素,新能源商用車銷量出現負增長。
從未來發展看,整車市場將經歷從公共交通到私人用車領域的電動化爆發式增長階段。根據規劃,新能源整車市場將經歷四個發展階段:公共交通領域的電動化(2020年前),貨運流通領域的電動化(2025年前),商業運營領域的電動化(2030年前),私人用車領域的電動化(2030年后)。
按技術分類,受政策傾斜和技術難度雙重影響,純電動車占據市場主導。由于政策傾斜,純電動車在銷量以及增速上一直高于插電混動汽車,我國純電動汽車、插電混動汽車分別銷售49.1、12.6萬輛;此外,PHEV補貼遠少于EV,廠商缺乏投資動力;PHEV結合電動技術和燃油技術,技術難度大。
新能源乘用車企業分為傳統自主品牌、外資品牌、造車新勢力三大陣營。傳統自主品牌占據國內新能源乘用車市場主導。比亞迪、上汽榮威、北汽、奇瑞等企業,從低端車型切入新能源市場二手新能源小車市場,并向中高端市場滲透,自主研發三電技術,打造全新新能源平臺。外資品牌憑借研發及資金優勢開始發力。當前主要以合資形式進入本土市場,如大眾與江淮、寶馬與長城、奔馳與比亞迪等,具備完善的研發體系和資金優勢,在新能源領域后來居上。造車新勢力大多不具備核心技術,蔚來、小鵬、威馬、理想等少數企業實現量產交付,銷量都均未超過2萬輛。
2、充電設備
充電設備是電動汽車最重要的配套設備,也是電動汽車推廣的最大制約。隨著新能源車的進一步增長,加上中央及地方政府的規劃與扶持并行,充電樁行業在相當長的時間內都會是一個快速發展的行業。依據動力電池的充電方式及速度差異,充電設備分為交流充電樁、直流充電站以及換電站三大類。
其中,充電樁總量缺口大、尤其是亟待加速建設公共充電樁。截止2019年6月,全國充電基礎設施累計數量為100.2萬臺,同比增加69.3%,總量提升快速,整體車樁比約3:1,距1:1的車樁比目標仍有巨大缺口;公共充電基礎設施超過41.2萬臺,公共車樁比約8:1,顯示出公共充電樁尤其是直流快充樁亟待加速建設。
從充電設備企業看,上中下游企業重合度高,頭部企業集中度高。上游制造商負責充電設備和配電設備制造,中游運營商負責充電樁、充電站的搭建和運營,下游解決方案商提供位置服務、付費和運營管理解決方案。在整個產業鏈上,設備生產商、充電運營商、整體解決方案商都扮演著重要的角色,且三者常常相互重合。預測2025年設備生產市場規模約1000億元,充電運營市場規模將達1620億元。中游充電運營商集中度高,截至2019年4月,特來電一家占據了32.8%的市場份額,國家電網占比23%,星星充電占比20%。
3、汽車后市場
新能源汽車的特性催生出與傳統汽車不同的專業后端服務市場需求,服務范圍從傳統的售后服務(維修、保養、換電)擴展到充電服務、衍生服務(出行服務、車聯網服務等)、二手車交易、電池回收等業務。
售后服務市場:新能源汽車品牌在業務初期建立自營的售后服務以提升客戶體驗,隨著新能源汽車保有量的提升,第三方維修企業可能憑借規模化的成本優勢,與車企形成合作。
充電運營市場:車電分離的換電、電池租賃模式或將存在優勢,通過統一充電管理,延長電池壽命,緩解里程焦慮。
二手車交易市場:新能源汽車殘值率較低,建立合理的二手車交易體系將提升消費者對新能源汽車的購買信心。
電池回收市場:車用鋰電池在無法滿足新能源汽車的使用要求后,通過回收可二次利用于諸如分布式儲能等領域,實現梯次利用。
三、中國新能源關鍵零部件市場發展特征
從產業細分領域看,新能源汽車產業鏈上的核心價值環節從傳統汽車產業鏈的整車制造逐漸轉移至以“電池、電機、電控”為代表的核心零部件領域,同時倒逼新材料領域加快新技術升級以及實現產業化應用。從細分領域看,電池及電機出現結構性產能過剩,電控核心技術有待實現自主化。
1、動力電池
伴隨中國電動車市場高速增長,動力電池市場規模進一步擴大。2018年二手新能源小車市場,中國動力電池產量已達70.6GWh,市場規模達820億元,同比增長13%;隨著中國電動車市場繼續高速增長,未來五年(2019-2023)動力電池市場規模年均復合增長率約為18.34%。
受補貼退坡及國際競爭等因素影響,呈現行業集中度高的趨勢。以2018年為例,寧德時代和比亞迪占據6成市場份額,頭部企業優質產能需求強勁,導致產能不足,供不應求,而中小廠商落后產能難以消化,供過于求;隨著電池市場向外資開放,以及退補壓力傳導,中小廠商將面臨更大競爭乃至淘汰出清,市場份額將進一步向頭部企業集中。
固態電池產業基礎雄厚,但是固態鋰電池技術有待提升。固態鋰電池技術是車用動力電池取得能量密度突破的重要方向,受益于國內原有的技術積累和產業資源可以實現批量化生產,而且成本比較低,固態電池則是在安全性與能量密度方面都具備很大的潛力,但是還需要開展大量的研究工作來改善其續航里程短、充電比較困難,以及溫控系統能效高等缺點。
燃料電池產業加速發展,但是市場化之路依然遙遠。燃料電池在新能源汽車領域已有一定的應用,但是仍以政府示范項目為主。縱觀我國2017-2019年燃料電池汽車銷量從1000輛到1500輛,燃料電池汽車市場規模變化較小。
從動力電池企業看,鋰電領域寧德時代穩居第一,走向海外;比亞迪奮力轉型外銷;日韓廠家重返中國。電池企業深度綁定車企,以獲取長期穩定的訂單,隨之產生車企就近建廠需求。車企也有與電池企業合資聯合生產動力電池的趨勢,從而提升車企對電池技術的掌握能力,提升未來競爭力。
2、驅動電機
驅動電機起著傳統汽車發動機的作用,將電能轉化為機械能,是新能源汽車動力系統的執行機構,目前新能源汽車電機類型主要包括異步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機三種。永磁同步電機由于其效率高、功率密度高和體積小等特點,被業內認為是最適合新能源汽車的電機類型。磁性材料占永磁同步電機成本的45%,我國稀土材料釹鐵硼較為充足,適宜于發展永磁同步電機。
電機市場規模增速較快,國內電機產品與海外品牌處于同等水平。2018年我國新能源汽車驅動電機的裝機量為133.5萬臺,同比增長55.4%。其中永磁同步電機的裝機量為121.2萬臺,占比高達90.79%。2018年,我國新能源汽車電機及控制器行市場規模達166億元,同比上年增長27.69%。國內驅動電機產品與海外品牌處于同等水平,且國內在電機生產成本上具備一定的優勢,海外公司在扁線電機等特殊產品中具備一定的技術和專利優勢。
驅動電機市場主要有整車廠、傳統汽車零部件企業以及專業電機企業。整車企業進入電機及電驅系統領域,包括海外整車企業的電機生產部門(如本田、豐田均有自身的電機生產鏈),以及國內整車企業的電機生產部門(如上汽集團、一汽集團、東風集團、中國南車等),均為內部配套。專業的電機公司或零部件廠商,例如國外的福田電機、日立、博世以及大陸集團;國內的國內專業電機廠商,如中山大洋電機、江特電機、上海南洋機電、上海電驅動、湘潭機電等。
3、電控系統
電控系統包括電池管理系統、電機控制系統、能量回饋系統、電動助力轉向系統等。電機驅動控制系統決定著新能源汽車能否安全可靠的運行,是驅動系統的核心。
電機控制系統主要組成部分IGBT依賴進口。電機控制系統主要組成部分IGBT模塊,占電控成本接近40%,對各項性能指標要求極高,這塊對進口依賴較大。IBGT芯片部分大致分為功率型芯片和控制型芯片。在功率型芯片領域,株洲中車時代電氣、比亞迪和嘉興斯達等廠商已經開始生產國產IGBT器件,但其安全性、可靠性、耐久性等試驗認證還在迭代的路上。
國內新能源電控市場以國內企業為主。由于補貼政策的因素,與整車企業深度綁定的專業公司占據市場主流,從2017年裝機量看,比亞迪、北汽新能源、與上汽深度綁定的聯合汽車電子占國內驅動電控行業前三。中國電池企業在電池管理系統方面有一定優勢,與國外差距不大,主要是國內新能源汽車電池企業,如惠州比亞迪、深圳德賽電池、洛陽中航鋰電等。
國內電機控制系統技術還有待進一步完善。現在主要是進口核心模塊進行組裝生產,國內主要廠商包括一汽新能源、紐貝耳、五洲龍、廈門金旅等整車系廠商,以及上海電驅動、上海大郡、上海東方電機、中山大洋電機、深圳藍海華騰、天津松正、福州福工動力等零部件廠商。
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